Handler,Looper,MessageQueue,Message源码端理解

<h2 style="margin: 0px; padding: 0px; color: rgb(51, 51, 51); font-family: Arial; line-height: 26px;">1、 概述</h2>

首先介绍Handler，Looper，MessageQueue，Message四个概念：

Message：消息，其中包含了消息ID，消息处理对象以及处理的数据等，由MessageQueue统一列队，终由Handler处理。

Handler：处理者，负责Message的发送及处理。使用Handler时，需要实现handleMessage(Message msg)方法来对特定的Message进行处理，例如更新UI等。

MessageQueue：消息队列，用来存放Handler发送过来的消息，并按照FIFO规则执行。当然，存放Message并非实际意义的保存，而是将Message以链表的方式串联起来的，等待Looper的抽取。

Looper：消息泵，不断地从MessageQueue中抽取Message执行。因此，一个MessageQueue需要一个Looper。

Handler 、 Looper 、Message 这三者都与Android异步消息处理线程相关的概念。那么什么叫异步消息处理线程呢？
异步消息处理线程启动后会进入一个无限的循环体之中，每循环一次，从其内部的消息队列中取出一个消息，然后回调相应的消息处理函数，执行完成一个消息后则继续循环。若消息队列为空，线程则会阻塞等待。

说了这一堆，那么和Handler 、 Looper 、Message有啥关系？其实Looper负责的就是创建一个MessageQueue，然后进入一个无限循环体不断从该MessageQueue中读取消息，而消息的创建者就是一个或多个Handler 。

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注：一个线程默认是没有消息队列的，如果我们要使用handler，必须指定Looper,Looper内部会创建MessageQueue。其中比较特殊的是UI线程提供了默认的Looper，我们不需要为其指定Looper。如果是其他线程，我们必须显式调用Looper.prepare和Looper.loop方法创建Looper并使其运转起来。

class LooperThread extends Thread {
      public Handler mHandler;
      public void run() {
          Looper.prepare();
          mHandler = new Handler() {
              public void handleMessage(Message msg) {
                  // process incoming messages here
              }
          };
          Looper.loop();
      }
  }

2、 对以上三步过程源码解析---单步解析

对于Looper主要是prepare()和loop()两个方法。
第一步：首先看prepare()方法

public static final void prepare() {  
        if (sThreadLocal.get() != null) {  
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");  
        }  
        sThreadLocal.set(new Looper(true));  
}  

sThreadLocal是一个ThreadLocal对象，可以在一个线程中存储变量。可以看到，在第5行，将一个Looper的实例放入了ThreadLocal，并且2-4行判断了sThreadLocal是否为null，否则抛出异常。这也就说明了Looper.prepare()方法不能被调用两次，同时也保证了一个线程中只有一个Looper实例~相信有些哥们一定遇到这个错误。
下面看Looper的构造方法：

private Looper(boolean quitAllowed) {  
        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);  
        mRun = true;  
        mThread = Thread.currentThread();  
}  

在构造方法中，创建了一个MessageQueue（消息队列）。
第二步：实例化Handler

使用Handler之前，我们都是初始化一个实例，比如用于更新UI线程，我们会在声明的时候直接初始化，或者在onCreate中初始化Handler实例。所以我们首先看Handler的构造方法，看其如何与MessageQueue联系上的，它在子线程中发送的消息（一般发送消息都在非UI线程）怎么发送到MessageQueue中的。

public Handler() {  
        this(null, false);  
}  
public Handler(Callback callback, boolean async) {  
        if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {  
            final Class<? extends Handler> klass = getClass();  
            if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&  
                    (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {  
                Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +  
                    klass.getCanonicalName());  
            }  
        }  
  
        mLooper = Looper.myLooper();  
        if (mLooper == null) {  
            throw new RuntimeException(  
                "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");  
        }  
        mQueue = mLooper.mQueue;  
        mCallback = callback;  
        mAsynchronous = async;  
    }  

14行：通过Looper.myLooper()获取了当前线程保存的Looper实例，然后在19行又获取了这个Looper实例中保存的MessageQueue（消息队列），这样就保证了handler的实例与我们Looper实例中MessageQueue关联上了。

第三步：然后我们看loop()方法

public static void loop() {  
        final Looper me = myLooper();  
        if (me == null) {  
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");  
        }  
        final MessageQueue queue = me.mQueue;  
  
        // Make sure the identity of this thread is that of the local process,  
        // and keep track of what that identity token actually is.  
        Binder.clearCallingIdentity();  
        final long ident = Binder.clearCallingIdentity();  
  
        for (;;) {  
            Message msg = queue.next(); // might block  
            if (msg == null) {  
                // No message indicates that the message queue is quitting.  
                return;  
            }  
  
            // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger  
            Printer logging = me.mLogging;  
            if (logging != null) {  
                logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +  
                        msg.callback + ": " + msg.what);  
            }  
  
            msg.target.dispatchMessage(msg);  
  
            if (logging != null) {  
                logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);  
            }  
  
            // Make sure that during the course of dispatching the  
            // identity of the thread wasn't corrupted.  
            final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();  
            if (ident != newIdent) {  
                Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"  
                        + Long.toHexString(ident) + " to 0x"  
                        + Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "  
                        + msg.target.getClass().getName() + " "  
                        + msg.callback + " what=" + msg.what);  
            }  
  
            msg.recycle();  
        }  
}  

第2行：
public static Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
方法直接返回了sThreadLocal存储的Looper实例，如果me为null则抛出异常，也就是说looper方法必须在prepare方法之后运行。
第6行：拿到该looper实例中的mQueue（消息队列）
13到45行：就进入了我们所说的无限循环。
14行：取出一条消息，如果没有消息则阻塞。
27行：使用调用 msg.target.dispatchMessage(msg);把消息交给msg的target的dispatchMessage方法去处理。Msg的target是什么呢？其实就是handler对象，下面会进行分析。
44行：释放消息占据的资源。

这个方法首先获取到消息队列的一个引用，然后在一个死循环中反复调用消息队列的出队方法（next）获取到下一个待处理的消息的引用，然后调用该消息所绑定的handler的dispatchMessage方法分发消息，最后将该消息回收。我们跟踪Handler的dispatchMessage方法：

public void dispatchMessage(Message msg) {  
       if (msg.callback != null) {  
           handleCallback(msg);  
       } else {  
           if (mCallback != null) {  
               if (mCallback.handleMessage(msg)) {  
                   return;  
               }  
           }  
           handleMessage(msg);  
       }  
   }  

既然是分发消息的方法，那必然会根据消息的类型做出不同的处理，这个方法正是根据Message对象是否携带了callback，如果携带了callback那就执行handleCallback方法，callback之前分析Message类的时候已经知道是一个Runnable的对象了。下面我们看看handleCallback是什么实现的：

private static void handleCallback(Message message) {  
       message.callback.run();  
   }  

Message对象

我们在调用sendMessage方法时，需要提供一个Message对象，Message对象用于封装一个消息，我们通过查看源码观察下该类的成员变量:   view pl

public final class Message implements Parcelable {  
    public int what;  
    public int arg1;   
    public int arg2;  
    public Object obj;  
  
    long when;   
    Bundle data;    
    Handler target;        
    Runnable callback;       
    // sometimes we store linked lists of these things  
    Message next;  
    private static final Object sPoolSync = new Object();  
    private static Message sPool;  
    private static int sPoolSize = 0;  
    private static final int MAX_POOL_SIZE = 50;  
    ... ...  

四个公有变量相信大家都不陌生，这里就不再介绍了。我们看到Message还有一些成员变量，比如说target，这是个Handler对象，target可以通过set方法或者obtainMessage等方式设置，一旦设置了T arget，这个message就被绑定到一个具体的handler上了，然后message内部即可调用sendToTarget方法将message交给绑定的Handler进行处理，内部也调用的是sendMessage：

Looper主要作用：
1、 与当前线程绑定，保证一个线程只会有一个Looper实例，同时一个Looper实例也只有一个MessageQueue。
2、 loop()方法，不断从MessageQueue中去取消息，交给消息的target属性的dispatchMessage去处理。
好了，我们的异步消息处理线程已经有了消息队列（MessageQueue），也有了在无限循环体中取出消息的哥们，现在缺的就是发送消息的对象了，于是乎：Handler登场了。